Стационарные скорость диффузии

Таким образом, в случае стационарного процесса скорости диффузии и химической реакции совпадают и равны результирующей скорости травления, которая однозначно определяется соответствующими единичными скоростями. При большой единичной скорости диффузии травление селективно, а при большой единичной скорости химической реакции травление является полирующим. [c.109]

Оцените время, в течение которого устанавливается стационарная скорость диффузии в растворе, приняв D 10 см2/с. Mi 100 г/моль, Т = 300 К. (стр. 70) [c.11]

Реакция протекает на расстоянии у = Уг от границы раздела фаз. Отсюда вытекает следующее условие стехиометрические количества А и В должны подаваться при стационарной скорости диффузии от границы раздела фаз и от внутренней границы пленки. [c.166]

Испытания проводят до тех пор, пока не установится стационарная скорость диффузии, т. е. данные замеров будут отличаться друг от друга не более чем на 10%. [c.216]

I —отрицательных. Поскольку растворы приобретают электрические заряды, то скорость диффузии катионов уменьшается, анионов увеличивается, и с течением времени эти скорости становятся одинаковыми. В стационарном состоянии электролит диффундирует как единое целое. При этом каждый раствор имеет заряд, и разность потенциалов, установившаяся между растворами, соответствует диффузионному потенциалу. Расчет диффузионного потенциала в общем случае затруднителен. С учетом некоторых допущений Планком и Гендерсоном выведены формулы для расчета фд. Так, например, при контакте двух растворов одного и того же электролита с различной активностью (а > аг) [c.472]

Релаксационные методы исследования кинетики химических реакций основаны на том принципе, что при быстром внешнем воздействии на систему (изменение температуры, давления, электрического поля) время, которое нужно системе для достижения нового равновесного (или стационарного) состояния, зависит от скорости химической реакции (или иногда от скорости диффузии реагентов). Переход системы к новым равновесным (или стационарным) концентрациям реагентов называют химической релаксацией [39, 40]. Если отклонение от равновесия, вызванное внешним воздействием, невелико, кинетика релаксации будет весьма простой (ее удается описать с помош,ью линейных дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами). [c.206]

Под этим мы подразумеваем, что в таком стационарном состоянии, в котором не происходит перемещения газа типа 2, Г1 будет наблюдаемой скоростью диффузии газа типа 1. Таковы приблизительно условия в эксикаторе, когда гидрат теряет воду посредством диффузии ее в осушитель сквозь, по существу, неподвижный слой воздуха. Такой же характер носит диффузия в опытах с радиоактивными изотопами. [c.166]

При моделировании каталитических процессов необходимо оценивать эту величину. Пусть имеем некоторую сферическую частицу катализатора радиуса В, в которой протекает изотермический процесс с единственной химической реакцией. Тогда наблюдаемую скорость реакции можно оценить следующим образом. Количество вещества, проникающего в глубь зерна за счет диффузии (общий поток массы через внешнюю поверхность гранулы), в стационарном состоянии должно полностью реагировать, т. е. скорость диффузии в глубь зерна равна наблюдаемой скорости реакции [c.158]

Для стационарного режима работы катода установившаяся скорость диффузии 1д и скорость реакции равны, так как эти стадии протекают последовательно, т. е. [c.240]

М (на катоде), М+ ге (на аноде) и изменению концентрации ионов в приэлектродных слоях электролита. Это изменение связано с отставанием скорости транспорта потенциалопределяющих веществ от скорости электродного процесса, которое наблюдается до установления стационарного состояния. При подаче тока на катоде идет разряд катионов с постоянной скоростью обусловленной заданной плотностью тока, и их концентрация около электрода уменьшается. Транспорт катионов к катоду осуществляется миграцией, скорость которой в данном электрическом поле постоянна, и диффузией, скорость которой с течением времени изменяется. Вначале она будет малой, так как разность между концентрацией ионов у электрода и в массе электролита очень мала. При этом Од С течением времени концентрация катионов у электрода уменьшается (за счет электродного процесса), а скорость диффузии возрастает. При достижении стационарного состояния скорость транспорта ионов к электроду и скорость их разряда становятся одинаковыми, однако концентрация их у катода будет меньше, чем в массе электролита. Аналогичным путем можно показать, что при пропускании тока через систему (I) концентрация катионов у анода повышается по сравнению с их концентрацией в массе раствора. Таким образом, под током система (I) переходит в новое состояние, в котором с > с > с [c.500]

Рассмотрим случай, когда лимитирующей стадией стационарного электродного процесса является стадия доставки или отвода веществ к поверхности электрода или от нее. В этом случае концентрации окисленной и восстановленной форм вещества у поверхности раздела фаз и уже нельзя считать равными их концентрациям в объеме фаз. При превалировании катодного процесса, очевидно, Ср>Ср, а Со<Со. Стационарное протекание характеризуется одинаковостью скоростей последовательных стадий. Рассматривая стадии доставки к электроду окисленной формы вещества и отвода от нее восстановленной формы и приравнивая их скоростям диффузии по уравнению (18.4) с учетом (19.3), получаем [c.333]

Математические выражения для скорости гетерогенных, процессов при стационарной конвективной диффузии получаются обычно очень сложными. Поэтому рассмотрим вначале приближенную теорию стационарной конвективной диффузии (Нернст). Предположим, что вблизи поверхности твердого тела даже при наличии конвекции в растворе имеется неподвижный слой толщиной в несколько тысяч молекулярных размеров, так называемый эффективный диффузионный слой толщиной 6, через который доставка вещества к поверхности твердого тела осуществляется только за счет диффузии. Внутри слоя 6 конвекция отсутствует (рис. 95, а). Концентрация вещества в эффективном диффузионном слое на границе с раствором равна концентрации q в объеме раствора. А внутри дис узионного слоя концентрация вещества падает вблизи поверхности твердого тела до некоторой величины с Эффективная толщина диффузионного слоя не имеет физического смысла и представляет собой эмпирическую постоянную. Представление об эффективной толщине диффузионного слоя позволяет считать, что вещество доставляется к реагирующей поверхности только за счет диффузии. [c.372]

Для бездислокационных граней между стационарной скоростью распространения ступени роста и перенапряжением при небольших т] существует линейная зависимость [=kL , где Ь — длина растущей ступени. Для кристаллов с винтовой дислокацией была найдена линейная зависимость между током и г) , которая объясняется тем, что при спиральном росте общая длина L спирального фронта обратно пропорциональна расстоянию между последовательными витками спирали и, следовательно, пропорциональна перенапряжению. Зная эти зависимости, можно приготовить поверхности с точно известной плотностью ступеней роста. Согласно импедансным измерениям на таких поверхностях плотность тока обмена пропорциональна длине ступеней. Это означает, что осаждение адатомов на ступенях является более быстрым процессом, чем осаждение на кристаллической плоскости, а найденная плотность тока обмена, составляющая 600 А/см , характеризует обмен между адатомами в местах роста и ионами в растворе. С другой стороны, импедансные измерения на идеально гладких поверхностях позволили определить ток обмена адатомов на кристаллической плоскости с ионами раствора, который оказался равным всего 0,06 А/см . Таким образом, при электрокристаллизации серебра из концентрированных растворов осуществляется преимущественно механизм непосредственного вхождения адатомов в места роста, вклад же поверхностной диффузии даже при наивысшей плотности ступеней не превышает нескольких процентов. [c.327]

НАСЫЩЕННАЯ ВОЗДУХОМ ВОДА. При нормальных температурах в воде с нейтральной, а также слабокислой или слабощелочной реакцией заметная коррозия железа имеет место только в присутствии растворенного кислорода. В насыщенной воздухом воде начальная скорость коррозии может достигать 10 г/(м -сут). Эта скорость через несколько дней снижается вследствие образования пленки оксида железа, которая действует как барьер для диффузии кислорода. Стационарная скорость корро-. зии может быть 1,0—2,5 г/(м -сут) и возрастает с увеличением скорости потока. Так как скорость диффузии в стационарном состоянии пропорциональна концентрации Ог, из уравнения (2) следует, что и скорость коррозии железа пропорциональна концентрации Ог- Типичные данные показаны на рис. 6.1, а. В отсутствие растворенного кислорода скорость коррозии как чистого железа, так и стали при комнатной температуре незначительна. [c.101]

Если возбужденные состояния системы первоначально заселяются при случайном распределении взаимодействующих молекул, то некоторые пары молекул окажутся расположенными близко 3 друг к другу и быстро прореагируют. Следовательно, вначале измеряемая константа скорости будет высокой, а затем станет э снижаться по мере того, как будут расходоваться такие тесно расположенные пары. Наконец, установится стационарное состояние, в котором скорость реакции будет уравновешиваться скоростью диффузии реагирующих частиц друг к другу. Диффузионная константа скорости соответствует именно такому стационарному состоянию. Уравнение для тушения имеет вид [c.61]

Обезуглероживание поверхности стали в атмосфере водорода при 1673 К протекает в переходной области. В каком соотношении должны находиться константа скорости химической реакции ( х.р) и константа скорости диффузии углерода (йд), чтобы при стационарном течении процесса отношение поверхностной концентрации углерода к объемной ( g/ y) было равно 0,5 [c.82]

Для определения коэффициента диффузии экспериментально создают такие условия, в которых процесс испарения жидкости и диффузия ее паров в тот или иной газ будет протекать стационарно. Характерной особенностью стационарного процесса является то, что его скорость, а также состояние системы в любой ее точке не меняются со временем. Стационарный процесс диффузии устанавливается тогда, когда с двух сторон конечного определенного объема, заполненного газом, в котором происходит диффузия паров, поддерживаются постоянные во времени, но разные по концентрации паров. Стационарный процесс диффузии легко рассчитать. Так, для описания скорости испарения жидкости в вертикальной цилиндрической трубке, у верхнего среза которой поддерживается постоянное парциальное давление паров ро. Стефан получил уравнение [c.424]

Это может внести в измерения большую ошибку, так как испарение будет происходить не только с поверхности мениска, но и со стенок трубки, и скорость снижения уровня не будет соответствовать скорости стационарного процесса диффузии паров от уровня жидкости до верхнего среза трубки. Чтобы избежать размазывания жидкости по стенкам при наполнении трубки, необходимо (рис. 184) в трубку для испарения / вставить воронку 2, конец которой должен быть на 10 м.я выше уровня жидкости. Трубка воронки в конце имеет сужение с внутренним диаметром 1—, Ъ мм. Пипеткой 3 с оттянутым капилляром и с резиновым баллончиком (кусок мягкой каучуковой трубки, закрытой с одной стороны пробкой) набрать достаточное количество жидкости (0,3—0,5 мм), следя за тем, чтобы на конце пипетки не осталось капли. Капилляр пипетки ввести через воронку в трубку. Конец капилляра должен оказаться на 10— 12 мм ниже конца воронки. Медленно выдавить из пипетки исследуемую жидкость и, когда уровень жидкости достигнет желаемой высоты (на 2—3 мм выше стеклянного столбика, впаянного в трубку), вынуть пипетку, предварительно сняв каплю. Удалить из трубки воронку и вставить трубку в прибор для измерения коэффициентов диффузии. [c.432]

Электрохимические цепи могут содержать несколько электролитов, границам раздела которых соответствуют гальвани-потенциалы, называемые фазовыми жидкостными потенциалами. Для двух растворов с одинаковым растворителем такой потенциал называется диффузионным. В месте контакта двух растворов электролита КА, отличающихся друг от друга концентрацией, происходит диффузия ионов из раствора 1, более концентрированного, в раствор 2, более разбавленный. Обычно скорости диффузии катионов и анионов различны. Допустим, что скорость диффузии катионов больше скорости диффузии анионов. За некоторый промежуток времени из первого раствора во второй перейдет больше катионов, чем анионов. В результате этого раствор 2 получит избыток положительных зарядов, а раствор —отрицательных. Поскольку растворы приобретают электрические заряды, то скорость диффузии катионов уменьшается, анионов увеличивается, и с течением времени эти скорости становятся одинаковыми. В стационарном состоянии электролит диффундирует как единое целое. При этом каждый раствор имеет заряд, и разность потенциалов, установившаяся между, растворами, соответствует диффузионному потенциалу. Расчет диффузионного потенциала в общем случае затруднителен. С учетом некоторых допущений Планком и Гендерсоном выведены формулы для расчета срд. Так, например, при контакте двух растворов одного и того же электролита с различной активностью (а > ап) [c.472]

Ввиду того что диффузия считается наиболее медленной стадией, скорость суммарного процесса можно принять за скорость диффузии. Учитывая условие стационарности и уравнение (18.4), получаем [c.322]

Следует различать а) установившийся стационарный процесс, при котором количество вещества, подводимого диффузией в единицу времени, равно количеству реагирующего вещества, т. е. скорость реакции и скорость диффузии равны (сколько веществ подводится, столько и реагирует). При этом не происходит изменения распределения концентраций и их градиентов, они остаются постоянными б) неустановившийся, нестационарный процесс, при котором скорость диффузии не равна скорости реакции, происходит постадийное накопление (или расходование) вещества и распределение концентраций и их градиентов по стадиям процесса изменяется. [c.276]

Рассмотрим кинетику реакции раствора (газа) на твердой поверхности, когда определяющей стадией является диффузия и процесс протекает стационарно. Если в объеме (далеко от стенки) концентрация равна Со, а около самой поверхности — с , то этот перепад концентрации осуществляется в некотором пристенном слое толщиной б, называющимся диффузионным слоем. При зтом скорость диффузии, т. е. количество вещества, подводимого в единицу времени к стенке площадью 5, согласно первому закону Фика равна [c.277]

Сопоставив (Х.13.3), (Х.13.8), (Х.13.9) и (Х.13.10), найден величины общих токов на катоде и на аноде определяемых суммой скоростей диффузии и миграции при стационарном процессе [c.355]

Стационарный процесс диффузии легко рассчитать. Так, для описания скорости испарения жидкости в вертикальной цилиндрической трубке, у верхнего среза которой поддерживается постоянное парциальное давление паров ро (изобарно-изотермические условия сумма парциальных давлений инертного газа и пара постоянна), Стефан получил уравнение [c.404]

Для стационарных условий потока скорость диффузии через единицу поверхности и скорость реакции первого порядка / р, отнесенная к единице поверхности, можно описать следующими уравнениями [c.85]

Результирующая скорость травления при стационарном процессе определяется единичными скоростями диффузии и химической реакции на поверхности кристалла. [c.111]

В 0,1 н. растворе На504 при Дк=ЮмА/см2 в отсутствие добавок диффундирующий водород появлялся в диффузионной части прибора через 1—1,5 ч после начала опыта, а иногда и позже. Потенциал катода в начале опыта довольно быстро возрастал вследствие насыщения поляризуемой стороны мембраны водородом, затем был практически постоянным (дальнейшего увеличения концентрации атомов-протонов водорода в поверхностном слое поляризуемой стороны мембраны не происходит вследствие диффузии водорода в глубь металла устанавливаются постоянный градиент концентрации водорода внутри мембраны и стационарная скорость диффузии). [c.55]

Как уже отмечено Хойслером и Картледжем, ион иода незначительно ингибирует катодную реакцию и оказывает очень сильное влияние на анодную. Действительно, Оше [26] убедительно показала, что этот ион сильно адсорбируется и присутствует на границе раздела фаз (подобно ионам брома и хлора) при значительно более отрицательных потенциалах, чем потенциал свободной коррозии. Оше обнаружила, что скорость диффузии водорода через спектрально чистое железо, поляризуемое катодным током плотности 30—100 ма1см , резко возрастает при добавлении к 1 н. раствору Нг504 галоидных ионов. Эта скорость достигает максимального значения (в ряду С1 С Вг < I"), и за время порядка 100 мин возвращается (в ряду С1 >Вг >1") к стационарному значению, наблюдаемому в контрольном опыте. В случае ионов хлора стационарная скорость диффузии всегда остается большей, чем скорость, достигаемая в отсутствие ионов галогенов. Прн истолковании своих результатов Оше ссылается на экспериментальные данные Иофа с сотрудниками и Балашовой. Последние отметили, что галогены как в атомарной, так и в ионной форме проникают на некоторую глубину в металл. Это вызывает деформацию решетки, которая вначале облегчает проникновение водорода. [c.493]

На ртути скорость адсорбции большого числа веществ определяется скоростью диффузии их к поверхности электрода. На платиновых металлах адсорбционная стадия, представляющая собой химическую реакцию на поверхности катализатора, оказывается медленной, и достижение стационарных значений адсорбции требует больших промежутков времени. Скорость адсорбции ряда органических соединений на платине описывается уравнением Рогинского — Зельдовича [c.136]

Для теоретического определения области протекания процесса необхо-димс оценивать скорости диффузии и химической реакции отдельно, как скорость независимых процессов. Отношение определенных таким образом скоростей указывают область протекания процесса в целом. Так следует поступать потому, что при установившемся течении реакции скорость диффузии становится равной скорости реакции, независимо от режима процесса, т. е. это равенство наблюдается в кинетической, диффузионной и переходной Областях. При стационарном протекании реакции термин диффузионная область вовсе не означает, следовательно, что действительная скорость реакции на реакционной поверхности больше скорости диффузии к этой поверхности. Обе эти скорости равны, но благодаря медленному притоку веществ к поверх 10сти скорость химической реакции на поверхности принудительно становится равной скорости диффузии. Концентрация вещества на поверхности прн этом мала, а градиент концентрации вблизи поверхности оказывается большим. И, наоборот, в кинетической области, где независимо определенная скорость диффузии значительно превышает скорости реакции, равенство скоростей диффузии и реакции наблюдается при мало отличающихся значениях концентраций реагирующих веществ в объеме и на поверхности. [c.313]

Рассмотрим стационарную конвективную диффузию в лами-на,рном потоке вязкой несжимаемой жидкости, проходящем сквозь систему сфер равного радиуса, расположенных в узлах кубической решетки, причем отношение периода решетки 21 к радиусу сферы Oft удовлетворяет неравенству 2//а <СРе . Поле скоростей жидкости в решетке определим в рамках ячеечной модели [2]. Считаем, что положение сфер в решетке задается набором трех целых чисел и расстояние вдоль оси потока определяется значением парамет- [c.129]

Рис. 114. Кинетическая кривая накопления Н2504 в процессе распада персульфата калия, характеризующая явление ложного старта при переходе из одного стационарного состояния в другое в результате изменения скорости диффузии при /=0 (по данным Денбая)

В стационарном диффузионном потоке градиент концентрации йС1йх—величина постоянная и его можно заменить соотношением (Со—С)/6, где б — толщина диффузионного слоя, через который идет диффузия, Со и С — концентрации по обеим границам этого слоя. Скорость диффузии, отнесенная к единице площади 51, равна [c.171]

Чем больше плотность тока на электроде (определяющая скорость разряда ионов) и чем меньше скорость диффузии, тем больше концентрационные изменения, тем больше величина поляризации. Непосредственно после включения тока из-за отставания диффузии от процесса разряда у катода (или анода) происходит уменьшение концентрации разряжающихся ионов. Это вызовет уменьшение скорости разряда ионов. С другой стороны, уменьшение концентрации в прикатодном слое приводит к увеличению градиента концентрации. Соответственно возрастает скорость диффузии, зависящая от градиента концентрации. В конечном итоге поступление ионов в прикатод-ный слой становится равным их убыли вследствие разряда, устанавливается стационарное, т. е. не изменяющееся во времени, состояние. [c.352]

Диффузион1 ый потенциал возникает на границе жидкостного соединения вследствие различия в скоростях диффузии катионов и анионов, при наличии градиента концентрации. Различная скорость диффузии ионов нарушает электрическую нейтральность в тонком пограничном слое и является причиной возникновения скачка потенциала. Диффузионный потенциал нельзя считать равновесным, хотя его величина в условиях стационарной диффузии может оставаться неизменной в течение длительного времени. Вместе с тем диффузионный потенциал отвечает незначительному отклонению от равновесного состояния, поэтому вполне возможна его термодинамическая трактовка. [c.213]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология